Quem inventou o relógio de pêndulo? A história do aparecimento dos relógios. Desvantagens dos relógios de pêndulo

11.04.2024 -

A primeira ciência do tempo é a astronomia. Os resultados das observações em observatórios antigos foram utilizados para agricultura e ritos religiosos. Porém, com o desenvolvimento do artesanato, surgiu a necessidade de medir curtos períodos de tempo. Assim, a humanidade chegou à invenção dos relógios. O processo foi longo, repleto de trabalho árduo das melhores mentes.

A história dos relógios remonta a muitos séculos; é a invenção mais antiga da humanidade. De uma vara cravada no chão a um cronômetro ultrapreciso, a jornada dura centenas de gerações. Se avaliarmos as conquistas da civilização humana, então na categoria “grandes invenções” o relógio ficará em segundo lugar, depois da roda.

Houve um tempo em que um calendário bastava para as pessoas. Mas surgiu o artesanato e surgiu a necessidade de registrar a duração dos processos tecnológicos. Foi necessário um relógio cujo objetivo era medir períodos de tempo inferiores a um dia. Para conseguir isso, os humanos usaram vários processos físicos ao longo dos séculos. Os projetos que os implementaram também foram correspondentes.

A história dos relógios está dividida em dois grandes períodos. O primeiro tem vários milhares de anos, o segundo tem menos de um.

1. A história do surgimento dos relógios chamados de mais simples. Esta categoria inclui dispositivos solares, de água, de fogo e de areia. O período termina com o estudo dos relógios mecânicos do período pré-pêndulo. Estes eram sinos medievais.

2. Uma nova história dos relógios, começando com a invenção do pêndulo e da balança, que marcou o início do desenvolvimento da cronometria oscilatória clássica. Este período ainda é

Relógio de sol

Os mais antigos que chegaram até nós. Portanto, é a história do relógio de sol que abre o desfile das grandes invenções no campo da cronometria. Apesar de sua aparente simplicidade, eles se distinguiam por uma grande variedade de designs.

A base é o movimento aparente do Sol ao longo do dia. A contagem é realizada de acordo com a sombra projetada pelo eixo. Seu uso só é possível em dias ensolarados. O Antigo Egito tinha condições climáticas favoráveis para isso. Os mais difundidos nas margens do Nilo eram os relógios de sol em forma de obeliscos. Eles foram instalados na entrada dos templos. Um gnômon em forma de obelisco vertical e uma escala marcada no chão - era assim que se parecia um antigo relógio de sol. A foto abaixo mostra um deles. Um dos obeliscos egípcios transportados para a Europa sobreviveu até hoje. O gnômon de 34 metros de altura está atualmente em uma das praças de Roma.

Os relógios de sol convencionais tinham uma desvantagem significativa. Eles sabiam sobre ele, mas o toleraram por muito tempo. Nas diferentes estações, ou seja, verão e inverno, a duração da hora não era a mesma. Mas durante o período em que predominavam o sistema agrário e as relações artesanais, não havia necessidade de uma medição precisa dos tempos. Portanto, o relógio de sol existiu com sucesso até o final da Idade Média.

O gnômon foi substituído por designs mais progressistas. Os relógios de sol aprimorados, nos quais essa desvantagem foi eliminada, tinham escamas curvas. Além dessa melhoria, vários designs foram utilizados. Assim, os relógios de sol de parede e de janela eram comuns na Europa.

Outras melhorias ocorreram em 1431. Consistia em orientar a seta da sombra paralelamente ao eixo da Terra. Essa flecha foi chamada de semieixo. Agora a sombra, girando em torno do semi-eixo, movia-se uniformemente, girando 15° por hora. Este projeto tornou possível produzir um relógio de sol bastante preciso para a época. A foto mostra um desses dispositivos preservado na China.

Para uma instalação adequada, a estrutura foi equipada com bússola. Tornou-se possível usar o relógio em qualquer lugar. Foi até possível produzir modelos portáteis. A partir de 1445, os relógios de sol começaram a ser construídos em forma de hemisfério oco, dotado de uma flecha, cuja sombra incidia sobre a superfície interna.

Procurando uma alternativa

Apesar de os relógios de sol serem convenientes e precisos, eles apresentavam sérias falhas objetivas. Eram totalmente dependentes do clima e seu funcionamento limitava-se à parte do dia contida no intervalo entre o nascer e o pôr do sol. Em busca de uma alternativa, os cientistas procuraram outras formas de medir períodos de tempo. Era necessário que não estivessem associados à observação do movimento de estrelas e planetas.

A busca levou à criação de padrões de tempo artificiais. Por exemplo, era o intervalo necessário para o fluxo ou combustão de uma determinada quantidade de uma substância.

Os relógios mais simples criados nesta base percorreram um longo caminho no desenvolvimento e melhoria de designs, preparando assim o terreno para a criação não apenas de relógios mecânicos, mas também de dispositivos de automação.

Clepsidra

O nome “clepsidra” foi atribuído aos relógios de água, por isso existe um equívoco de que eles foram inventados pela primeira vez na Grécia. Na realidade não foi assim. A clepsidra mais antiga e muito primitiva foi encontrada no templo de Amon em Febo e é mantida no Museu do Cairo.

Ao criar um relógio de água, é necessário garantir uma diminuição uniforme do nível da água na embarcação à medida que ela flui pelo orifício calibrado inferior. Isso foi conseguido dando ao vaso o formato de um cone, afinando próximo ao fundo. Foi possível obter um padrão que descreve a taxa de escoamento do líquido em função do seu nível e do formato do recipiente apenas na Idade Média. Antes disso, o formato do recipiente para o relógio de água foi selecionado experimentalmente. Por exemplo, a clepsidra egípcia mencionada acima apresentou uma diminuição uniforme de nível. Embora com algum erro.

Como a clepsidra não dependia da hora do dia e do clima, ela atendia melhor aos requisitos da medição contínua do tempo. Além disso, a necessidade de melhorar ainda mais o dispositivo e adicionar diversas funções proporcionou espaço para os designers voarem com a imaginação. Assim, as clepsidras de origem árabe eram obras de arte aliadas a alta funcionalidade. Eles foram equipados com mecanismos hidráulicos e pneumáticos adicionais: sinal sonoro de hora, sistema de iluminação noturna.

Poucos nomes dos criadores dos relógios de água foram preservados pela história. Eles foram produzidos não só na Europa, mas também na China e na Índia. Chegaram até nós informações sobre um mecânico grego chamado Ctesibius de Alexandria, que viveu 150 anos aC. Nas clepsidras, Ctesibius utilizou engrenagens, cujos desenvolvimentos teóricos foram realizados por Aristóteles.

Relógio de fogo

Este grupo apareceu no início do século XIII. Os primeiros relógios de fogo eram velas finas de até 1 metro de altura com marcas aplicadas nelas. Às vezes, certas divisões eram equipadas com pinos de metal que, caindo sobre um suporte de metal enquanto a cera queimava ao redor deles, produziam um som distinto. Tais dispositivos serviram de protótipo do despertador.

Com o advento do vidro transparente, os relógios de fogo foram transformados em relógios de lâmpadas. Na parede foi aplicada uma escala, segundo a qual, à medida que o óleo queimava, era determinado o tempo.

Esses dispositivos são mais difundidos na China. Junto com os relógios de lâmpada, outro tipo de relógio de fogo era muito difundido neste país - os relógios de pavio. Podemos dizer que se tratava de um ramo sem saída.

Ampulheta

Não se sabe exatamente quando eles nasceram. Só podemos dizer com certeza que eles não poderiam ter surgido antes da invenção do vidro.

A ampulheta consiste em dois frascos de vidro transparente. Através do gargalo de conexão, o conteúdo é despejado do frasco superior para o inferior. E hoje em dia ainda é possível encontrar ampulhetas. A foto mostra um dos modelos, estilizado como antigo.

Ao fazer instrumentos, os artesãos medievais decoravam ampulhetas com uma decoração requintada. Eles foram usados não apenas para medir períodos de tempo, mas também como decoração de interiores. Nas casas de muitos nobres e dignitários podia-se ver uma luxuosa ampulheta. A foto representa um desses modelos.

A ampulheta chegou à Europa bastante tarde - no final da Idade Média, mas a sua propagação foi rápida. Devido à sua simplicidade e capacidade de utilização em qualquer momento, rapidamente se tornaram muito populares.

Uma das desvantagens das ampulhetas é o curto período de tempo medido sem virá-las. As cassetes feitas com eles não criaram raízes. A disseminação de tais modelos foi dificultada por sua baixa precisão, bem como pelo desgaste durante o uso a longo prazo. Aconteceu da seguinte maneira. O furo calibrado no diafragma entre os frascos se desgastou, aumentando de diâmetro, as partículas de areia, ao contrário, foram trituradas, diminuindo de tamanho. A velocidade de saída aumentou, o tempo diminuiu.

Relógios mecânicos: pré-requisitos para sua aparência

A necessidade de uma medição mais precisa dos períodos de tempo tem aumentado constantemente com o desenvolvimento da produção e das relações sociais. As melhores mentes trabalharam para resolver este problema.

A invenção dos relógios mecânicos é um acontecimento memorável que ocorreu na Idade Média, porque são o dispositivo mais complexo criado naqueles anos. Por sua vez, isso serviu de impulso para o desenvolvimento da ciência e da tecnologia.

A invenção dos relógios e seu aperfeiçoamento exigiu equipamentos tecnológicos mais avançados, precisos e de alto desempenho, novos métodos de cálculo e design. Este foi o início de uma nova era.

A criação de relógios mecânicos tornou-se possível com a invenção do escape do fuso. Este dispositivo converteu o movimento para frente de um peso pendurado em uma corda no movimento oscilatório de uma roda de relógio para frente e para trás. A continuidade é claramente visível aqui - afinal, modelos complexos de clepsidras já tinham mostrador, engrenagem e golpe. Foi necessário apenas alterar a força motriz: substituir o jato d’água por um de maior peso, mais fácil de manusear, e adicionar um dispositivo de liberação e um regulador de curso.

Com base nisso, foram criados mecanismos para relógios de torre. Os sinos com regulador de fuso entraram em uso por volta de 1340 e se tornaram o orgulho de muitas cidades e catedrais.

O surgimento da cronometria oscilatória clássica

A história do relógio preservou para a posteridade os nomes dos cientistas e inventores que tornaram possível a sua criação. A base teórica foi a descoberta de Galileu Galilei, que deu voz às leis que descrevem as oscilações de um pêndulo. Ele também é o autor da ideia dos relógios mecânicos de pêndulo.

A ideia de Galileu foi concretizada em 1658 pelo talentoso holandês Christiaan Huygens. Ele também é o autor da invenção do regulador de balança, que possibilitou a criação de relógios de bolso e depois de pulso. Em 1674, Huygens desenvolveu um regulador melhorado anexando uma mola espiral em forma de cabelo a um volante.

Outra invenção icônica pertence a um relojoeiro de Nuremberg chamado Peter Henlein. Ele inventou a mola sinuosa e em 1500 criou um relógio de bolso baseado nela.

Ao mesmo tempo, ocorreram mudanças na aparência. No início, uma flecha foi suficiente. Mas como os relógios se tornaram muito precisos, eles necessitaram de uma indicação apropriada. Em 1680, foi adicionado um ponteiro de minutos e o mostrador adquiriu sua aparência familiar. No século XVIII, começaram a instalar um ponteiro de segunda mão. No início era lateral e depois passou a ser central.

No século XVII, a relojoaria foi relegada à categoria de arte. Caixas primorosamente decoradas, mostradores decorados com esmalte, que naquela época eram revestidos de vidro - tudo isso transformava os mecanismos em um item de luxo.

O trabalho para melhorar e complicar os instrumentos continuou continuamente. A precisão do movimento aumentou. No início do século XVIII, pedras de rubi e safira começaram a ser utilizadas como suporte do balanceador e das engrenagens. Isso reduziu o atrito, aumentou a precisão e aumentou a reserva de energia. Surgiram complicações interessantes - calendário perpétuo, corda automática, indicador de reserva de energia.

O impulso para o desenvolvimento dos relógios de pêndulo foi a invenção do relojoeiro inglês Clement. Por volta de 1676 ele desenvolveu a descida âncora-âncora. Este dispositivo era adequado para relógios de pêndulo, que apresentavam uma pequena amplitude de oscilação.

Relógio de quartzo

O aperfeiçoamento dos instrumentos de medição do tempo ocorreu como uma avalanche. O desenvolvimento da eletrônica e da engenharia de rádio abriu caminho para o surgimento dos relógios de quartzo. Seu trabalho é baseado no efeito piezoelétrico. Foi descoberto em 1880, mas os relógios de quartzo só foram produzidos em 1937. Os modelos de quartzo recém-criados diferiam dos modelos mecânicos clássicos com incrível precisão. A era dos relógios eletrônicos começou. O que os torna especiais?

Os relógios de quartzo possuem um mecanismo composto por uma unidade eletrônica e um chamado motor de passo. Como funciona? O motor, recebendo um sinal da unidade eletrônica, movimenta as setas. Em vez do mostrador normal, os relógios de quartzo podem usar um display digital. Nós os chamamos de eletrônicos. No Ocidente - quartzo com display digital. Isso não muda a essência.

Na verdade, um relógio de quartzo é um minicomputador. É muito fácil adicionar funções adicionais: cronômetro, indicador de fases da lua, calendário, despertador. Ao mesmo tempo, o preço dos relógios, ao contrário dos mecânicos, não aumenta tanto. Isso os torna mais acessíveis.

Os relógios de quartzo são muito precisos. O erro deles é de ±15 segundos/mês. Basta corrigir as leituras dos instrumentos duas vezes por ano.

Relógio de parede digital

Display digital e compactação são as características distintivas deste tipo de mecanismo. são amplamente utilizados como integrados. Eles podem ser vistos no painel de um carro, no celular, no micro-ondas e na TV.

Como elemento do interior, muitas vezes você pode encontrar a versão clássica mais popular, ou seja, com um relógio comparador.

Os relógios de parede eletrônicos se adaptam organicamente ao interior nos estilos de alta tecnologia, moderno e techno. Eles atraem principalmente por sua funcionalidade.

De acordo com o tipo de display, os relógios eletrônicos podem ser de cristal líquido e LED. Estes últimos são mais funcionais, pois são retroiluminados.

Com base no tipo de fonte de alimentação, os relógios eletrônicos (relógios de parede e de mesa) são divididos em relógios de rede, alimentados por rede de 220V, e relógios de bateria. Dispositivos do segundo tipo são mais convenientes, pois não requerem tomada próxima.

Relógio de parede com cuco

Os artesãos alemães começaram a fabricá-los a partir do início do século XVIII. Tradicionalmente, os relógios de parede cuco eram feitos de madeira. Ricamente decorados com esculturas e em forma de casa de pássaro, eram a decoração de ricas mansões.

Ao mesmo tempo, modelos baratos eram populares na URSS e no espaço pós-soviético. Durante muitos anos, os relógios de parede cuco da marca Mayak foram produzidos por uma fábrica na cidade russa de Serdobsk. Pesos em forma de cones de abeto, uma casa decorada com entalhes simples, foles de papel com mecanismo de som - assim se lembravam deles os representantes da geração mais velha.

Hoje em dia, os clássicos relógios de parede cuco são uma raridade. Isto é devido ao alto preço dos modelos de alta qualidade. Se você não levar em conta os artesanatos de quartzo de artesãos asiáticos feitos de plástico, cucos de contos de fadas cuco apenas nas casas de verdadeiros conhecedores da relojoaria exótica. Um mecanismo preciso e complexo, foles de couro, entalhes requintados na caixa - tudo isso requer muito trabalho manual altamente qualificado. Somente os fabricantes mais conceituados podem produzir tais modelos.

Despertador

Estes são os “caminhantes” mais comuns no interior.

O despertador é a primeira função adicional implementada no relógio. Patenteado em 1847 pelo francês Antoine Redier.

Em um despertador mecânico clássico de mesa, o som é produzido batendo em placas de metal com um martelo. Os modelos eletrônicos são mais melódicos.

De acordo com seu design, os despertadores são divididos em pequenos e grandes, de mesa e de viagem.

Os despertadores de mesa são feitos com motores separados para sinal. Eles iniciam separadamente.

Com o advento dos relógios de quartzo, a popularidade dos despertadores mecânicos caiu. Há várias razões para isso. com movimento de quartzo têm uma série de vantagens sobre os dispositivos mecânicos clássicos: são mais precisos, não requerem corda diária e são fáceis de combinar com o design da sala. Além disso, são leves e menos suscetíveis a choques e quedas.

Um relógio de pulso mecânico com despertador é geralmente chamado de "sinal". Poucas empresas produzem tais modelos. Assim, os colecionadores conhecem um modelo chamado “Grilo Presidencial”

“Cricket” (em inglês cricket) - com este nome a empresa suíça Vulcain produzia relógios de pulso com função de alarme. Eles são famosos pelo fato de seus proprietários serem presidentes americanos: Harry Truman, Richard Nixon e Lyndon Johnson.

História dos relógios infantis

O tempo é uma categoria filosófica complexa e ao mesmo tempo uma quantidade física que requer medição. O homem vive no tempo. Já desde o jardim de infância, o programa de formação e educação prevê o desenvolvimento de habilidades de orientação temporal nas crianças.

Você pode ensinar seu filho a usar um relógio assim que ele dominar a contagem. Os layouts ajudarão nisso. Você pode combinar um relógio de papelão com sua rotina diária, colocando tudo em um pedaço de papel Whatman para maior clareza. Você pode organizar atividades com elementos de jogo, utilizando charadas com imagens.

A história dos 6 aos 7 anos é estudada em aulas temáticas. O material deve ser apresentado de forma a despertar o interesse pelo tema. As crianças são apresentadas de forma acessível à história dos relógios, aos seus tipos no passado e no presente. Depois consolidam o conhecimento adquirido. Para isso, eles demonstram o princípio de funcionamento dos relógios mais simples - solar, de água e de fogo. Estas atividades despertam o interesse das crianças pela exploração, desenvolvem a imaginação criativa e a curiosidade. Eles cultivam uma atitude cuidadosa em relação ao tempo.

Na escola, do 5º ao 7º ano, estuda-se a história da invenção dos relógios. Baseia-se nos conhecimentos adquiridos pela criança nas aulas de astronomia, história, geografia e física. Desta forma, o material aprendido é consolidado. Os relógios, sua invenção e aperfeiçoamento são considerados parte da história da cultura material, cujas conquistas visam atender às necessidades da sociedade. O tema da lição pode ser formulado da seguinte forma: “Invenções que mudaram a história da humanidade”.

No ensino médio, é aconselhável continuar estudando os relógios como acessório do ponto de vista da moda e da estética de interiores. É importante ensinar às crianças a observar a etiqueta e falar sobre os princípios básicos de seleção. Uma das aulas pode ser dedicada ao gerenciamento do tempo.

A história da invenção dos relógios mostra claramente a continuidade das gerações, o seu estudo é um meio eficaz de moldar a visão de mundo de um jovem.

11/01/2017 às 23h25

A história da origem dos relógios mecânicos demonstra claramente o início do desenvolvimento de dispositivos técnicos complexos. Quando o relógio foi inventado, permaneceu como uma invenção técnica importante durante vários séculos. E até hoje, os historiadores não conseguem chegar a acordo sobre quem foi realmente o primeiro a inventar relógios mecânicos, com base em factos históricos.

História dos relógios

Mesmo antes da descoberta revolucionária - o desenvolvimento dos relógios mecânicos, o primeiro e mais simples dispositivo para medir o tempo era um relógio de sol. Já há mais de 3,5 mil anos, com base na correlação entre o movimento do Sol e o comprimento e posição da sombra dos objetos, os relógios de sol eram o dispositivo mais utilizado para determinar o tempo. Além disso, na história surgiram referências posteriores a relógios de água, com a ajuda dos quais se tentou encobrir as deficiências e erros da invenção solar.

Um pouco mais tarde na história, surgiram referências a relógios de fogo ou de velas. Este método de medição consiste em velas finas, cujo comprimento chega a um metro, com uma escala de tempo aplicada em todo o comprimento. Às vezes, além das laterais da vela, eram fixadas hastes de metal e, quando a cera queimava, os fechos laterais, caindo, davam golpes característicos na tigela de metal do castiçal - indicando um sinal sonoro por um determinado período de tempo. Além disso, as velas ajudavam não apenas a dizer as horas, mas também a iluminar os quartos à noite.
A próxima invenção, não sem importância, antes dos instrumentos mecânicos, é a ampulheta, que permitia medir apenas curtos períodos de tempo, não mais que meia hora. Mas, tal como o instrumento de fogo, a ampulheta não conseguia atingir a precisão do sol.
Passo a passo, com cada instrumento, as pessoas desenvolveram uma ideia mais clara do tempo, e a busca por uma forma perfeita de medi-lo continuou continuamente. A invenção do primeiro relógio de roda tornou-se um dispositivo exclusivamente novo e revolucionário e, desde o seu início, começou a era da cronometria.

Criação do primeiro relógio mecânico

Este é um relógio com o qual o tempo é medido pelas oscilações mecânicas de um pêndulo ou sistema espiral de equilíbrio. Infelizmente, a data exata e os nomes dos mestres que inventaram o primeiro relógio mecânico da história permanecem desconhecidos. E resta apenas recorrer aos fatos históricos que testemunham as etapas da criação de um dispositivo revolucionário.

Os historiadores determinaram que os relógios mecânicos começaram a ser usados na Europa na virada dos séculos XIII para XIV.
O relógio da roda da torre deve ser considerado o primeiro representante da geração mecânica de medição do tempo. A essência do trabalho era simples - o mecanismo de acionamento único era composto por várias partes: um eixo liso de madeira e uma pedra, que era amarrada com uma corda ao eixo, funcionando assim como um peso. Sob a influência da gravidade da pedra, a corda se desenrolou gradativamente e contribuiu para a rotação do eixo, determinando a passagem do tempo. A principal dificuldade de tal mecanismo era o peso colossal, bem como o volume dos elementos (a altura da torre era de pelo menos 10 metros, e o peso do peso chegava a 200 kg), o que acarretou consequências na forma de grandes erros nos indicadores de tempo. Como resultado, na Idade Média chegaram à conclusão de que o funcionamento do relógio não deveria depender apenas de um único movimento do peso.
O mecanismo foi posteriormente complementado com vários outros componentes capazes de controlar o movimento - o regulador “Bilyanets” (representava uma base metálica localizada paralelamente à superfície da roda de catraca) e o distribuidor de gatilho (um componente complexo do mecanismo, com com a ajuda da qual é realizada a interação do redutor e do mecanismo de transmissão). Mas, apesar de todas as inovações, o mecanismo da torre continuou a exigir monitoramento contínuo, embora permanecesse o dispositivo de medição de tempo mais preciso, mesmo sem considerar todas as suas deficiências e grandes erros.

Quem inventou os relógios mecânicos

Em última análise, com o passar do tempo, os mecanismos do relógio da torre transformaram-se numa estrutura complexa com muitos elementos que se movem automaticamente, um sistema de percussão variado, com ponteiros e decorações decorativas. A partir desse momento, o relógio tornou-se não apenas uma invenção prática, mas também um objeto de admiração - uma invenção de tecnologia e arte ao mesmo tempo! Certamente vale a pena destacar alguns deles.
Dos primeiros mecanismos, como o relógio da torre da Abadia de Westminster na Inglaterra (1288), do Templo de Canterbury (1292), de Florença (1300), infelizmente, nenhum conseguiu preservar os nomes de seus criadores, permanecendo desconhecidos .
Em 1402, foi construído o Relógio da Torre de Praga, equipado com figuras que se moviam automaticamente, que durante cada badalada exibiam um determinado conjunto de movimentos, personificando a história. A parte mais antiga de Orloy - um relógio mecânico e um mostrador astronômico, foi reconstruída em 1410. Cada componente foi produzido pelo relojoeiro Mikulas de Kadány de acordo com o projeto do astrônomo e matemático Jan Schindel.

Por exemplo, o relojoeiro Giunello Turriano precisou de 1.800 rodas para fazer um relógio de torre que mostrasse o movimento diário de Saturno, o movimento anual do Sol, o movimento da Lua, bem como a direção de todos os planetas de acordo com o sistema ptolomaico. do universo e a passagem do tempo durante o dia.
Todos os relógios acima foram inventados de forma relativamente independente uns dos outros e tinham uma alta precisão de tempo.
A primeira menção à invenção de um relógio com motor de mola surgiu aproximadamente na segunda metade do século XV. Foi graças a esta invenção que o próximo passo foi a descoberta de variações menores de relógios.

O primeiro relógio de bolso

O próximo passo em dispositivos revolucionários foi o primeiro relógio de bolso. Um novo desenvolvimento surgiu aproximadamente em 1510 graças a um mecânico da cidade alemã de Nuremberg - Peter Henlein. A principal característica do dispositivo era a mola principal. O modelo mostrava a hora com apenas um ponteiro, mostrando o período de tempo aproximado. A caixa era feita de latão dourado em formato oval, resultando no nome "Ovo de Nuremberg". No futuro, os relojoeiros procuraram repetir e melhorar de acordo com o exemplo e semelhança dos primeiros.

Quem inventou o primeiro relógio mecânico moderno?

Se falamos de relógios modernos, em 1657 o inventor holandês Christiaan Huygens usou pela primeira vez um pêndulo como regulador de relógio e, assim, conseguiu reduzir significativamente o erro de leitura em sua invenção. No primeiro relógio Huygens, o erro diário não ultrapassava 10 segundos (para comparação, anteriormente o erro variava de 15 a 60 minutos). O relojoeiro conseguiu oferecer uma solução - novos reguladores para relógios de peso e de mola. Agora, a partir deste momento, os mecanismos ficaram muito mais avançados.
Refira-se que durante todos os períodos de procura de uma solução ideal, permaneceram um tema indispensável de deleite, surpresa e admiração. Cada nova invenção surpreendeu com sua beleza, trabalho intensivo e descobertas meticulosas para melhorar o mecanismo. E ainda hoje os relojoeiros não param de nos deliciar com novas soluções na produção de modelos mecânicos, valorizando a singularidade e a precisão de cada um dos seus dispositivos.

Tic-tac, Tic-tac - este é o som que lembramos quando pensamos em um relógio. Embora a grande maioria dos relógios modernos quase não emita nenhum som. Não muito tempo atrás, quase todos os relógios emitiam um som característico porque eram totalmente eletrônicos e não eletrônicos. Anteriormente, para que o relógio funcionasse, era necessário girar a chave, dar corda à mola e, depois de ouvir, era possível ouvir como funcionavam as engrenagens. Então, vamos ver como realmente funciona um relógio de pêndulo antigo.

O que é um pêndulo?

Um pêndulo é uma haste que fica pendurada verticalmente e balança de um lado para o outro sob a influência da gravidade. Como descobriu o cientista italiano Galileo Galilei (1564-1642), uma oscilação completa de um pêndulo leva a mesma quantidade de tempo. Em teoria, as únicas coisas que afetam a oscilação de um pêndulo são o seu comprimento e a gravidade. Para oscilações relativamente pequenas, o tempo (T) que o pêndulo leva para fazer uma oscilação completa (conhecido como período) é calculado a partir da seguinte equação:

Onde, l é o comprimento do pêndulo, g é uma medida da gravidade (aceleração gravitacional). A partir desta equação você pode ver que é necessário quadruplicar o comprimento do pêndulo para dobrar o balanço.

Como funciona um pêndulo?

Um pêndulo funciona convertendo energia cinética em energia potencial e vice-versa. Quando o pêndulo está em sua posição extrema, ele possui energia máxima acumulada (energia potencial). No ponto mais baixo, o mais próximo possível do solo, a energia potencial se transforma em energia cinética e tem seu valor máximo neste ponto. Assim, o pêndulo transfere constantemente energia potencial e cinética entre si, o que é um exemplo de oscilação harmônica simples. Se o atrito dos elementos de contato e a resistência do meio (ar) estivessem ausentes, ou seja, fossem criadas condições ideais, então o pêndulo oscilaria para sempre. Mas em condições reais, tendo em conta os fatores acima, o pêndulo desacelera. Mas o que é muito importante para a cronometragem é que mesmo com a diminuição da amplitude da oscilação, o tempo de oscilação do pêndulo não muda. Galileu notou imediatamente esta função útil, mas nunca conseguiu construir um relógio de pêndulo, só conseguiu apresentar um modelo de relógio de pêndulo em 1642. Galileu transmitiu seus trabalhos ao cientista dinamarquês Christian Huygens. Ele fez o primeiro relógio de pêndulo em 1650.

Como funcionam os relógios de pêndulo?

Quase todos os relógios de pêndulo são projetados da seguinte forma: no mecanismo do relógio que você vê, o peso 1, com a ajuda de um cabo através do rolo 2, aciona o sistema de rodas. Este peso fornece energia para o relógio. A força é transmitida através de vários pares de rodas para a roda do freio 3. A rotação do mecanismo do relógio é desacelerada como resultado da interação da roda do freio 3 e da âncora 4 e é regulada pelo pêndulo 5. A roda do freio só se moverá mais se o pêndulo levar a âncora para uma posição onde a engrenagem do freio seja liberada. Ao mesmo tempo, a outra extremidade da âncora passa para o espaço entre as engrenagens e limita assim o movimento da roda do freio 3 em metade do comprimento do dente. Agora, quando o pêndulo se move na direção oposta, o dente pressionará a âncora e transmitirá força através da haste ao pêndulo. Ao mesmo tempo, o pêndulo recebe uma pequena energia adicional, que compensa as perdas por atrito existentes. Este jogo se repete a cada movimento do pêndulo. Assim, a roda do freio se move em sincronia com as oscilações do pêndulo. Através de várias engrenagens ele é conectado à engrenagem dos minutos 7. As velocidades das engrenagens intermediárias são projetadas de forma que a engrenagem dos minutos gire uma vez por hora, ou seja, na velocidade do ponteiro grande conectado à engrenagem dos minutos. Por fim, as marchas 8, 9 e 10 são usadas para fazer com que o ponteiro pequeno se mova 12 vezes mais devagar que o grande. A combinação das setas 8, 9 e 10 também é chamada de mecanismo de troca.

Desvantagens dos relógios de pêndulo.

Como discutimos acima, o tempo de oscilação de um pêndulo depende do comprimento da haste e da gravidade. Mas o comprimento da haste metálica pode mudar com as mudanças de temperatura, essa mudança é insignificante, mas terá efeito com o tempo. O mesmo se aplica à força da gravidade. Os relógios mais próximos do centro da Terra, ao nível do mar e no alto das montanhas, não marcarão a mesma hora. Além disso, o uso de pêndulos de relógio em um navio é quase impossível ou muito difícil. Mas todos esses problemas existiam apenas no início do surgimento dos relógios de pêndulo. No processo de desenvolvimento científico, todos os problemas foram resolvidos.

Relógio de pêndulo

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O primeiro relógio mecânico.

A primeira menção a relógios mecânicos remonta ao final do século VI. Muito provavelmente, era um relógio de água que possuía um dispositivo mecânico embutido para operar funções adicionais, como um mecanismo de percussão.

Os verdadeiros relógios mecânicos surgiram no século XIII na Europa. Eles ainda não eram confiáveis o suficiente, então tinham que verificar constantemente a hora usando um relógio de sol. Seu mecanismo de relógio funcionava com a energia de uma carga descendente, que por muito tempo foi usada como peso de pedra. Para iniciar tal relógio, era necessário levantar um peso muito pesado a uma altura considerável.

É importante notar que os relógios mecânicos criados nos séculos 13 a 14 eram muito grandes e raramente usados. Eles foram instalados apenas em mosteiros para que os monges pudessem se preparar a tempo para os serviços religiosos. Foram os monges que decidiram colocar 12 divisões no círculo, cada uma correspondendo a uma hora. Somente no século 16 os relógios apareceram nos edifícios da cidade.

Nos séculos XIV-XV, foram criados os relógios de primeiro andar e de parede. No início eram bastante pesados, pois eram movidos por um peso que precisava ser apertado a cada 12 horas. Esses relógios eram feitos de ferro e, um pouco mais tarde, de latão, e seu design era semelhante ao de um relógio de torre.

Na segunda metade do século XV foram criados os primeiros relógios com motor de mola. A fonte de energia desses relógios era uma mola de aço que, ao desenrolar, girava as rodas do mecanismo do relógio. O primeiro relógio de mesa com mola foi feito de bronze por um artesão desconhecido. A altura deste relógio era de meio metro.

Os primeiros relógios portáteis de mola eram feitos de latão e tinham o formato de uma caixa redonda ou quadrada. O mostrador desse relógio era horizontal. Nele foram colocadas bolas de latão convexas em círculo, o que ajudou a determinar a hora pelo toque no escuro. A flecha foi feita no formato de um dragão ou outra criatura mítica.

A ciência continuou a avançar e, com ela, os relógios mecânicos melhoraram. Os primeiros relógios de bolso surgiram no século XVI. Tais dispositivos eram muito raros, então apenas pessoas ricas podiam comprá-los. Muitas vezes, os relógios de bolso eram decorados com pedras preciosas. Mas mesmo assim eles continuaram a verificar a hora usando um relógio de sol. Alguns relógios tinham até dois mostradores: mecânico de um lado e solar do outro.

Em 1657, Christiaan Huygens montou um relógio mecânico de pêndulo. Distinguiam-se pela sua extraordinária precisão em comparação com todos os instrumentos de cronometragem existentes na época. Se antes do advento do pêndulo os relógios que eram lentos ou adiantados 30 minutos por dia eram considerados precisos, mas agora o erro não passava de 3 minutos por semana. Em 1674, Huygens melhorou o regulador do relógio de primavera. Sua invenção exigiu a criação de um mecanismo de gatilho qualitativamente novo. Um pouco mais tarde este mecanismo foi inventado. Tornou-se uma âncora.

As invenções de Huygens tornaram-se difundidas em muitos países. A relojoaria começou a se desenvolver ativamente. O erro do relógio diminuiu gradualmente e os mecanismos podiam ser acionados uma vez a cada oito dias.

Devido à crescente precisão dos relógios, os primeiros mecanismos com ponteiro de minutos foram criados em 1680. Ao mesmo tempo, uma segunda linha de números apareceu na placa do mostrador para indicar os minutos, usando algarismos arábicos. E em meados do século XVIII surgiram relógios com ponteiro de segundos.

Nesta época, o estilo rococó dominava todos os tipos de arte. Na relojoaria, a sua influência exprimiu-se na variedade de formatos e materiais dos relógios utilizados, na abundância de padrões esculpidos, pergaminhos, decorações externas em ouro e pedras preciosas. Ao mesmo tempo, os relógios de carruagem entraram na moda. Acredita-se que os relógios de viagem ou de carruagem surgiram graças ao mecânico e relojoeiro francês Abraham-Louis Breguet.

Na maioria das vezes, eram de formato retangular com paredes laterais de vidro. Uma alça de latão foi fixada na parte superior da caixa, que servia para transportar o relógio. Todas as superfícies de latão do relógio foram banhadas a ouro. É importante notar que a aparência dos relógios de viagem permaneceu praticamente inalterada ao longo de todo o século.

As melhorias no mecanismo do relógio na segunda metade do século XVIII tornaram os relógios mais planos e menores em tamanho. Mas, apesar das mudanças na aparência dos relógios, eles continuaram a ser prerrogativa de um grupo seleto. Somente na segunda metade do século XIX começaram a ser produzidos em grandes quantidades na Alemanha, Inglaterra, EUA e também na Suíça.

Os relógios mecânicos evoluíram durante pelo menos cinco séculos. Hoje eles são convencionalmente divididos não apenas pelo tipo de mecanismo de relógio (pêndulo, balança, diapasão, quartzo, quantum), mas também por finalidade (doméstico e especial).

Os relógios domésticos incluem relógios de torre, parede, mesa, pulso e bolso. Os relógios especializados são divididos de acordo com sua finalidade. Entre eles você pode encontrar relógios de mergulho, relógios de sinalização, relógios de xadrez, relógios antimagnéticos e muitos outros. O protótipo dos relógios mecânicos modernos é o relógio de pêndulo de H. Huygens, criado em 1657.

Os cientistas encontraram a primeira menção ao chamado relógio mecânico em antigos textos bizantinos - data de 578.

O design dos primeiros relógios mecânicos era simples. Pesos em uma corda enrolada
eixo horizontal, as flechas foram abaixadas e movidas por meio de engrenagens.

Os relógios mecânicos revolucionaram a forma de contar as horas. Eles foram aperfeiçoados ao longo de cinco séculos.

O mecanismo do relógio em si era muito grande, por isso os primeiros relógios foram colocados em torres. No século 11 Na Europa Ocidental, surgiram relógios mecânicos de torre de ferro com um ponteiro e um sino, movidos por um peso enorme. Ao nascer do sol, eram colocados às 0 horas. No inverno, um peso pesado era pendurado em uma corrente e, no verão, um peso leve. Quanto maior o peso, mais rápido, superando o atrito das rodas, andava esse relógio de corda sem pêndulo. O vigia os corrigia pelo relógio de sol várias vezes ao dia.

Em 1288, os sinos de Westminster da torre de ferro já estavam em uso. Os mostradores daquele período tinham apenas um ponteiro - o ponteiro das horas; esses relógios tocavam uma campainha a cada hora;

O relógio da Catedral de Estrasburgo era uma maravilha da tecnologia medieval. Eles foram instalados em 1354 e pouco depois conectados a um sino que tocava a cada hora. No relógio, além do mostrador com seta, há também um planetário inteiro: um céu estrelado giratório, um calendário e um zodíaco com planetas se movendo nele. Os relógios ainda não possuíam controle preciso do pêndulo e precisavam ser corrigidos periodicamente por meio de um relógio de sol.

Em 1510, o mecânico alemão Henlein adaptou uma mola de aço ao mecanismo do relógio e fabricou o primeiro relógio de bolso. Eles tinham formato redondo e a caixa era decorada com padrões intrincados, razão pela qual esses relógios eram chamados de “ovos de Nuremberg”. Pessoas ricas adquiriam relógios tão pequenos com muitas rodas que podiam ser carregados na carteira.

Introdução do acionamento por mola no início do século XVI. ampliou significativamente as possibilidades de uso de relógios mecânicos. Este tipo de acionamento ainda prevalece em relógios produzidos em massa.

Então o pêndulo foi inventado. O próximo passo foi o mecanismo de âncora. Em 1657, o cientista holandês Christiaan Huygens, tendo estudado as propriedades do pêndulo, fez um relógio mecânico com pêndulo.

Ele propôs usar um pêndulo de torção - um balanceador com espiral - como regulador de oscilação. O pêndulo oscila para a direita e para a esquerda, não permitindo que a roda mova mais de um dente a cada balanço. Mais tarde, foram inventados relógios com ponteiros de minutos e segundos. A precisão dos relógios aumentou muitas vezes, mas ainda era impossível transportá-los.

Uma versão moderna de um relógio com pesos e pêndulo.

Infelizmente, os relógios mecânicos só funcionavam bem em terra e, até então, os marinheiros usavam ampulhetas - “frascos”. O relógio marítimo foi feito no século 18 pelo marceneiro de Yorkshire, J. Harrison. O cronômetro foi testado pelo capitão James Cook, que graças a ele compilou um mapa das ilhas da Polinésia.